Тестирование жестких дисков с интерфейсом IDE

Сергей Пахомов

Методика тестирования

Результаты тестирования

Выбор редакции

   IBM Deskstar 120GXP (IC35L080AVVA07)

   Maxtor D740X-6L (6L080L4)

   Samsung SpinPoint P40 SP8004H

   Samsung SpinPoint V40 SV8004H

   Seagate Barracuda ATA IV (ST380021A)

   WD Caviar WD800AB

   WD Caviar WD800BB

   WD Caviar WD1200JB

   WD FireWire 120 GB (WD1200B002)

 

В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование восьми жестких дисков с интерфейсом IDE: IBM Deskstar 120GXP (IC35L080AVVA07), Maxtor D740X-6L (6L080L4), Samsung SpinPoint P40 SP8004H, Samsung SpinPoint V40 SV8004H, Seagate Barracuda ATA IV (ST380021A), WD Caviar WD800AB, WD Caviar WD800BB, WD Caviar WD1200JB. Вне конкурса был протестирован внешний жесткий диск с интерфейсом IEEE-1394 WD FireWire120 GB (WD1200B002).

За год, прошедший с момента нашего последнего тестирования жестких дисков с интерфейсом IDE, на рынке IDE-винчестеров произошли серьезные изменения. Прежде всего, эти изменения связаны с тем, что с рынка IDE-винчестеров ушли такие компании, как Fujitsu и Quantum. Поэтому игроков осталось не так много. Собственно, это IBM, Maxtor, поглотивший линейку винчестеров Quantum; Seagate; Samsung и, конечно же, Western Digital.

Другое событие — это принятие интерфейса ATA 133. Правда, на сегодняшний день новый стандарт поддержала только компания Maxtor, производящая жесткие диски с этим интерфейсом. Остальные же производители жестких дисков (как, впрочем, и материнских плат) не горят желанием переходить на этот стандарт, тем более что его дальнейшая судьба далеко не ясна. Скорее всего, ATA 133 не получит широкого распространения, так как не за горами принятие другого стандарта — Serial ATA, на который возлагаются большие надежды.

Естественно, что улучшились такие характеристики жестких дисков, как плотность записи и максимальная скорость последовательного чтения. Например, при переходе на пластины с емкостью записи 40 Гбайт максимальный объем жесткого диска составил 120 Гбайт (модель WD1200JB). Пожалуй, единственное, что осталось неизменным, — это максимальная скорость вращения 7200 об./мин.

В нашем тестировании мы постарались провести сравнительный анализ всех последних новинок. Конечно, корректно было бы сравнивать винчестеры с одинаковыми характеристиками (скорость вращения, количество пластин, емкость, интерфейс и т.д.), но при таких жестких критериях отбора мы бы получили в каждой номинации по одному представителю и, собственно, сравнивать было бы нечего. Поэтому основным условием, которое выдвигалось нами при отборе жестких дисков, было то, что тестируемая модель должна быть «последней» в модельном ряде. Единственное, что совпало у всех дисков, — это плотность записи на пластину, равная 40 Гбайт. Кроме того, все диски, за исключением модели WD Caviar WD1200JB, имели емкость 80 Гбайт. Технические характеристики тестируемых жестких дисков представлены в табл. 1.

Методика тестирования

Все представленные в обзоре накопители испытывались с помощью программных пакетов IOmeter 99.10.20 и ZD WinBench 99 версии 2.0.

Первый тестовый пакет является разработкой компании Intel и представляет собой, на наш взгляд, очень тонкий инструмент для измерения производительности жестких дисков.

В отличие от WinBench 99, использующего реальные приложения, утилита IOMeter является синтетическим тестом, что позволяет прецизионно настраивать тест на измерение производительности жестких дисков при выполнении ими специфических задач.

Утилита IOmeter дает возможность работать с неразбитыми на логические разделы жесткими дисками, что позволяет тестировать диски независимо от их файловой структуры и свести на нет влияние операционной системы.

При тестировании возможно создание специфической модели доступа, или «паттерна», которая позволяет конкретизировать выполнение жестким диском специфических операций. В случае создания конкретной модели доступа допускается менять следующие параметры:

  • размер запроса на передачу данных;
  • случайное/последовательное распределение (в %);
  • распределение операций чтения/записи (в %);
  • количество отдельных операций ввода-вывода, работающих параллельно.

Последняя характеристика позволяет задавать загрузку тестируемого жесткого диска. К примеру, если задается всего одно обращение к диску, то при 100% случайном доступе мы можем измерить среднее время случайного доступа при работе с той или иной моделью доступа, определяемой процентным соотношением между операциями записи и чтения. Однако при работе с реальными приложениями более показательной является ситуация, когда осуществляется одновременно несколько обращений к диску. К примеру, при дефрагментации диска наблюдаются всплески с количеством одновременных операций ввода-вывода, превышающим 100.

Учитывая, что жесткие диски с IDE-интерфейсом предназначены в первую очередь для использования в рабочих станциях, при тестировании дисков мы использовали модель доступа WorkStation. Эта модель, рекомендованная компанией StorageReview, определяет 80% случайных обращений к диску и 80% операций чтения при размере запроса 8 Кбайт. Как видно, такая модель доступа подразумевает господство случайных обращений и предполагает, что в основном будут иметь место операции чтения, тогда как операции записи будут в большинстве своем приходиться на запись в файл подкачки (swapfile).

Для того чтобы более детально изучить возможности жестких дисков при записи и чтении, проводился анализ их возможностей в режиме 100% последовательного и 100% выборочного доступа при 100% чтении и при 100% записи. Таким образом, каждый жесткий диск тестировался с использованием пяти различных моделей доступа. Характеристики всех моделей доступа собраны в табл. 2.

Единственным измеряемым параметром во всех моделях доступа было общее количество операций ввода-вывода в секунду. Этот результат показывает, сколько обращений было выполнено за секунду. Зная скорость операций ввода-вывода, несложно рассчитать и общее количество переданных мегабайт в секунду. Действительно, учитывая, что размер запроса составляет 8 Кбайт, получим, что количество данных, передаваемых за каждую секунду, равно количеству операций ввода-вывода за секунду, умноженному на размер запроса.

Отметим также, что утилита IOmeter позволяет определять и другие характеристики при тестировании жестких дисков, но все они так или иначе связаны со скоростью операций ввода-вывода.

При использовании пакета IOmeter тестируемый жесткий диск подключался как Master на вторичном IDE-канале. К первичному IDE-каналу подключался диск с операционной системой Windows XP Professional.

При тестировании мы также варьировали степень загрузки жесткого диска, увеличивая количество одновременно выполняемых операций ввода-вывода от 1 до 256. Рассматривалось различное количество параллельно выполняемых задач: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256. Результаты тестирования по каждой модели доступа и по степени загрузки винчестера приведены в разделах описания каждой конкретной модели.

Второй пакет ZD WinBench 99, используемый нами для тестирования жестких дисков, эмулирует работу с реальными приложениями, а также содержит синтетический тест, позволяющий определять скорость линейного чтения и зависимость этой скорости от физического месторасположения блока данных на диске.

Для тестирования дисков мы запускали следующие тесты, входящие в комплект:

  • Business Disk WinMark 99 — общая производительность дисковой подсистемы в приложениях класса Business;
  • High-End Disk WinMark 99 — общая производительность дисковой подсистемы в приложениях класса High-End;
  • Disk Access Time — время доступа к данным на диске;
  • Disk CPU Utilization — загрузка процессора во время выполнения дисковых операций;
  • Disk Transfer Rate — скорость передачи по внешней шине последовательно считываемых данных в начале и в конце логического адресного пространства диска;
  • Disk Playback/HE:AVS/Express 3.4;
  • Disk Playback/HE:FrontPage 98;
  • Disk Playback/HE:MicroStation SE;
  • Disk Playback/HE:Photoshop 4.0;
  • Disk Playback/HE:Premiere 4.2;
  • Disk Playback/HE:Sound Forge 4.0;
  • Disk Playback/HE:Visual C++ 5.0;
  • Disk Playback/Removable Media.

Тесты Disk Playback позволяют определить производительность диска при работе с типичными приложениями.

Все тесты выполнялись под управлением операционной системы Windows XP Professional. Тестируемый диск подключался как Master на вторичном IDE-канале. К первичному IDE-каналу подключался диск с операционной системой и тестовым пакетом ZD WinMark. Тестируемый диск был отформатирован с размером кластера по умолчанию и имел файловую структуру NTFS.

Для испытаний IDE-дисков использовалась следующая тестовая установка:

  • процессор Intel Pentium 4 1700 МГц;
  • материнская плата;
  • объем оперативной памяти 256 Мбайт SDRAM PC133;
  • видеокарта ABIT Siluro GeForce3 Ti 200.
В начало В начало

Результаты тестирования

Для того чтобы иметь возможность сравнивать жесткие диски не по результатам отдельных тестов, а интегрально, мы прежде всего обобщили результаты тестирования утилитой IOmeter и ZD WinMark.

Поскольку для каждой модели доступа определялись значения для девяти различных типов загрузки, рассчитывался интегральный результат, характеризующий данную модель доступа. Для этого результаты тестирования для всех вариантов загрузки усреднялись. Полученное таким образом интегральное значение характеризовало среднее количество операций ввода-вывода. Кроме того, для сравнения винчестеров мы использовали только интегральные результаты для модели доступа WorkStation, как наиболее всего соответствующей реальной работе жесткого диска. Остальные же результаты использовались нами для сравнительного анализа дисков. Интегральные результаты тестирования жестких дисков программой IOmeter представлены на диаграмме (рис. 1).

Результаты тестирования дисков программным пакетом ZD WinMark также учитывались нами при выборе наиболее производительного жесткого диска. Результаты всех тестов представлены на диаграмме (рис. 2) для сравнения жестких дисков мы учитывали не все результаты, а только те из них, которые были получены в тестах Business Disk WinМark 99, High-End Disk WinMark 99, Disk Access Time, Disk CPU Utilization и Disk Transfer Rate. Для последнего теста рассчитывалась средняя скорость передачи по значениям в начале и в конце логического адресного пространства диска.

Для сравнения жестких дисков интегрально, а не по отдельным характеристикам результаты всех тестов прежде всего приводились к безразмерному виду и нормировались на «единицу». То есть если лучшему результату соответствовало максимальное значение в тесте, то этот результат принимался за единицу, а если лучшему результату соответствовало минимальное значение, то этот результат считался нулевым. После приведения всех результатов к такому виду несложно было получить интегральную оценку качества жесткого диска. Для этого каждому тесту приписывался весовой коэффициент, определяющий значимость результата этого теста, нормированные результаты тестов умножались на соответствующие им весовые коэффициенты и складывались. Полученная таким образом сумма и являлась интегральной оценкой качества жесткого диска (рис. 3).

Для того чтобы повысить информативность и не ограничиваться отчасти субъективным «Выбором редакции», по ходу описания каждой модели жесткого диска мы приводим также и подробные графические результаты теста Disk Transfer Rate. Эти графики иллюстрируют зависимость скорости передачи считываемых данных от их месторасположения в логическом адресном пространстве носителя.

Еще раз подчеркнем, что здесь имеется в виду именно логическая, а не физическая адресация данных, так как через внешний интерфейс возможно «прощупать» только логическую адресацию, в то время как о соответствии между логической и физической адресацией «знает» только микрокод накопителя (и, естественно, производитель диска). Говоря о результатах теста Disk Transfer Rate, хотелось бы также обратить внимание читателей на еще одну характеристику дисков — на плавность изменения скорости передачи считываемых данных в зависимости от их месторасположения в логическом адресном пространстве накопителя, что наглядно отражается на графиках с результатами тестов Disk Transfer Rate. По этой кривой можно косвенно судить о работе сервосистемы диска: чем плавнее кривая, тем «правильнее» работает сервосистема.

В начало В начало

Выбор редакции

Выбор редакции проводился в двух номинациях: «Самый производительный жесткий диск» и «Оптимальная покупка».

При выборе самого производительного диска учитывался интегральный показатель качества диска, а для определения оптимального для покупки диска рассчитывалось соотношение «качество/цена».

Выбора редакции в номинации «Самый производительный жесткий диск» были удостоены две модели: IBM Deskstar 120GXP (IC35L080AVVA07) и WD Caviar WD1200JB.

Знаком «Выбор редакции» в номинации «Оптимальная покупка» был отмечен диск WD Caviar WD800AB.